Question

2013年7月四川省部分地區(qū)遭遇強降雨天氣，當?shù)鼐用耧嬘盟�受到嚴重污染。高鐵酸鉀是一種重要的綠色凈水劑，具有凈水和消毒雙重功能。某課外學習小組設(shè)計如下方案制備高鐵酸鉀：

(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為________，推測它具有的化學性質(zhì)是__________________。

(2)在NaClO溶液中加入燒堿固體形成堿性環(huán)境，將研磨的硝酸鐵少量多次地加入上述溶液中，冰水浴中反應(yīng)1 h。發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe^3＋＋3ClO^－＋10OH^－===2FeO＋3Cl^－＋5H₂O，氧化劑是________。將KOH加入反應(yīng)后的溶液中攪拌半小時，靜置，過濾粗產(chǎn)品，該過程發(fā)生的反應(yīng)為2KOH＋Na₂FeO₄===K₂FeO₄＋2NaOH，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)原理，高鐵酸鈉的溶解度________(填“大于”、“小于”或“等于”)高鐵酸鉀的溶解度。

(3)在強堿性溶液中，高鐵酸鉀能將亞鉻酸鉀(KCrO₂)氧化為鉻酸鉀(K₂CrO₄)，生成的鉻酸鹽溶解酸化后，得到的重鉻酸鉀(K₂Cr₂O₇)用(NH₄)₂Fe(SO₄)₂標準溶液滴定，以二苯胺磺酸鈉為指示劑。到達滴定終點時，溶液由紫色變?yōu)榈�綠色(＋6價鉻轉(zhuǎn)化成＋3價鉻)，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為FeO＋CrO＋2H₂O===CrO＋Fe(OH)₃↓＋OH^－，2CrO＋2H^＋===Cr₂O＋H₂O，Cr₂O＋6Fe^2＋＋14H^＋===2Cr^3＋＋6Fe^3＋＋7H₂O。

現(xiàn)稱取5.00 g高鐵酸鉀樣品于燒杯中，加入適量氫氧化鉀溶液，加入稍過量的KCrO₂，充分反應(yīng)后，轉(zhuǎn)移到250 mL 容量瓶中，定容，量取25.00 mL，再用稀硫酸酸化，用0.100 0 mol·L^－1 (NH₄)₂Fe(SO₄)₂標準溶液滴定，消耗標準溶液33.33 mL。計算上述實驗制得的樣品中高鐵酸鉀的質(zhì)量分數(shù)。

Answer 1

解析　(1)高鐵酸鉀中鐵元素的化合價為＋6價，為最高價態(tài)，所以高鐵酸鉀具有強氧化性。(2)在該反應(yīng)中，次氯酸鈉中Cl元素化合價降低，被還原，是氧化劑；復(fù)分解反應(yīng)向物質(zhì)溶解度較小的方向進行，故高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉的溶解度。

答案　(1)＋6　強氧化性

(2)NaClO　大于

(3)根據(jù)離子方程式得到關(guān)系式：K₂FeO₄～3Fe^2＋，n(Fe^2＋)＝0.100 0 mol·L^－1×33.33×10^{－3 L}＝3.333×10^－3 mol，n(K₂FeO₄)＝1.111×10^－3 mol，w(K₂FeO₄)＝1.111×10^－3 mol×198 g·mol^－1××100%＝44.0%。